نظرية 'ثلاثية البلوكتشين' هي نظرية قدمها فيتاليك بوتيرين، أحد مؤسسي إيثريوم، في عام 2017. تسلط الضوء على تحدي تحقيق التوازن بين اللامركزية والأمان والقابلية للتوسع ضمن تكنولوجيا البلوكتشين. هذه السمات الثلاث متشابكة في أنظمة البلوكتشين، حيث تؤدي تعزيز إحداها في كثير من الأحيان إلى التنازل عن الأخرى، مما يشكل ما يعرف بثلاثية البلوكتشين.

البلوكتشين Trilemma

اللامركزية

اللامركزية هي ميزة أساسية لتكنولوجيا البلوكتشين. من خلال استخدام التخزين الموزع والطاقة الحسابية، تضمن شبكات البلوكتشين أن جميع العقد في الشبكة لديها حقوق ومسؤوليات متساوية. يسمح هذا الإعداد بالشفافية، حيث تكون البيانات والمعاملات مرئية بشكل مفتوح لجميع المشاركين. بالإضافة إلى ذلك، يضمن الطابع الموزع للبلوكتشين أن نسخ البيانات موزعة عبر عدة عقد، مما يعزز الأمان والاستقرار.
نظرًا لأن البلوكتشين يعمل بناءً على خوارزميات تشفير بدلاً من شهادات الثقة، فإنه يقضي على الحاجة إلى الوسطاء والمؤسسات الموثوقة، مما يبسط آليات الثقة التقليدية. من خلال ميزات البلوكتشين، يمكن للأطراف إقامة الثقة والتعاون دون تورط أطراف ثالثة.
ومع ذلك، يتطلب الطبيعة اللامركزية لشبكات البلوكتشين الاتفاق بين جميع العقد، مما قد يؤدي إلى بطء سرعة المعالجة وزمن تأكيد المعاملات الأطول، مما يقيد بشكل كبير أداء النظام وقابليته للتوسع.

الأمان

الأمان هو ركيزة أساسية في شبكات البلوكتشين، وهو أمر أساسي لمقاومة الهجمات الخبيثة. يجب أن تمتلك شبكة البلوكتشين القوية القدرة على مقاومة مثل هذه الهجمات، حيث أن نقص الأمان يمكن أن يضعف القيمة الحقيقية لنظام البلوكتشين.
بأخذ أمان Bitcoin blockchain كمثال ، فإنه يجمع بين تقنيات التشفير وآلية إجماع إثبات العمل (PoW). من منظور التشفير ، تحتوي كل كتلة على توقيع رقمي فريد ، يعرف باسم "قيمة التجزئة". يؤدي أي تغيير في البيانات إلى تغيير في قيمة التجزئة ، مما يضمن ربط البيانات بشكل آمن بطريقة مقاومة للعبث. تتطلب آلية إثبات العمل العقد لحل المشكلات الرياضية المعقدة للتحقق من صحة المعاملات وإنشاء كتل جديدة. سيحتاج المهاجم إلى التحكم في أكثر من نصف القوة الحسابية لشن هجوم ناجح ، وحماية سلامة البيانات واستقرار الشبكة. بالإضافة إلى ذلك ، تساهم الزيادة في عدد المشاركين في الشبكة في تعزيز الأمان ، مما يجعل من الصعب على الجهات الفاعلة الخبيثة التحكم في النظام بأكمله والتخفيف من مخاطر "هجوم بنسبة 51٪".
بينما يضمن الأمان أهمية كبيرة، يمكن أن تؤثر التقنيات مثل PoW والتشفير على قابلية توسيع البلوكتشين نظرًا لتعقيدات الحسابات، مما يؤثر على الكفاءة.

قابلية التوسع

تشير قابلية التوسع إلى قدرة نظام blockchain على معالجة معلومات المعاملات. تعتمد قابلية التوسع لنظام blockchain بشكل كبير على أداء معالجة المعاملات ، وغالبا ما يتم قياسها بواسطة TPS (المعاملات في الثانية). تواجه أنظمة blockchain الحالية مشكلات كبيرة في الأداء عند التعامل مع المعاملات واسعة النطاق ، مما يجعل قابلية التوسع عنق زجاجة حرج في تطوير blockchain الحالي.
في أنظمة سلسلة كتل غير المركزية، تتطلب كل عملية توافقًا عبر جميع العقد، مما يضمن أمان النظام واللامركزية ولكن يقيد قابلية التوسع. مع زيادة عدد العقد، تزداد تكاليف الوقت والنطاق الترددي للتحقق من العمليات أيضًا، مما يؤدي إلى تقليل أداء النظام. حاليًا، TPS لشبكة بيتكوين تقدر بحوالي 7، TPS لشبكة إيثيريوم حوالي 14، على عكس متوسط 63،000 TPS التي تتم معالجتها بواسطة منصة الدفع العالمية فيزا. انخفاض TPS لأنظمة سلسلة الكتل الرئيسية يشكل عقبة كبيرة في التطبيقات العملية.
بينما من الممكن تعزيز كفاءة المعاملات من خلال آليات تقنية مختلفة، مثل تحقيق سولانا لمتوسط ​​TPS يبلغ 2000 أو ICP بلوغ متوسط ​​TPS يبلغ 3000، تؤثر هذه التطورات بشكل لا مفر منه على لامركزية البلوكتشين إلى حد ما.

الحالة الحالية لمثلث البلوكتشين المستحيل

وفقًا لتقرير عام 2022 من بلومبرج، حتى سبتمبر، يعاني بيتكوين من معالجة أكثر من 7 معاملات في الثانية، بينما تتعامل شبكة الإيثيريوم الأكثر شعبية مع حوالي 15 معاملة في الثانية. بالمقارنة مع منصات التداول التقليدية، هذا بطيء لدرجة أنه يطرح تساؤلًا عن وجود الإنسان بأكمله.
إذا كانت تقنية blockchain ستخدم مجتمعا أوسع في المستقبل ، حيث تواجه نفس عدد المستخدمين مثل المنصات التقليدية ، فإن قابلية التوسع هي المسار الحتمي لترقيات blockchain. ومع ذلك ، فإن توسيع الشبكة يتطلب تقليل عدد المشاركين ، مما يؤثر بدوره على اللامركزية الأساسية ل blockchain. علاوة على ذلك ، فإن انخفاض عدد المشاركين يزيد من احتمال وقوع هجمات ، وبالتالي يعرض الأمن للخطر.
في الحالات التي لا يمكن فيها التوفيق بين هذه الجوانب الثلاث، يختار الناس لا تزال اللامركزية، الهدف الأساسي للبلوكتشين والأمان كزاوية حجر الزاوية للشبكة ضمن هذا "المثلث المستحيل". في مثل هذا السيناريو، يقتصر معالجة أرقام المعاملات على سلسلة واحدة بشكل كبير، مما يجعل التوسع قيدًا لتطوير البلوكتشين.
في الختام، في مشهد البلوكتشين الحالي، عندما تكون اللامركزية والأمان متشابكين بشكل وثيق، يصبح التوسع في كثير من الأحيان تحدياً لتحقيقه. تؤدي التنازلات بين هذه العناصر الثلاثة إلى تكوين مثلث مستحيل.

حلول لمعضلة البلوكتشين الثلاثية

في التطبيقات العملية، بينما لم يظهر حلا مثاليا يتوازن في جميع الجوانب بعد، فقد أدت الجهود المستمرة والتجارب إلى ظهور بعض الحلول المعتمدة على نطاق واسع.

الحلول من الطبقة الأولى

تُشير الحلول من الطبقة 1 إلى التحسينات والتحسينات التي تم إجراؤها على البروتوكولات الأساسية في تقنية البلوكتشين لتحسين أداء الشبكة العام، والأمان، والقابلية للتوسع. من خلال ضبط وترقية البروتوكولات الأساسية للبلوكتشين، يمكن تحقيق إنتاجية معاملات أعلى، وتكاليف معاملات أقل، وزيادة في التموزع.
مثال بارز على حل المستوى 1 هو إيثيريوم 2.0، الذي انتقل من آلية الوصف العمل إلى آلية الوصف الحصة، مما يعزز سرعات تأكيد المعاملات وقابلية توسع الشبكة مع تقليل استهلاك الطاقة. مثال آخر ملحوظ هو سلسلة كتل سولانا، التي تستخدم خوارزمية وصف جديدة تسمى وصف التاريخ لتحقيق قدرات معالجة المعاملات بآلاف في الثانية مع الحفاظ على رسوم المعاملات المنخفضة.

الطبقة-2 الحلول

الحلول من الطبقة 2 هي حلول قابلة للتوسعة مبنية على أعلى من البروتوكولات الأساسية للبلوكتشين، بهدف زيادة سرعات معالجة المعاملات، وتقليل التكاليف، وتعزيز تجربة المستخدم، وتخفيف العبء على شبكة البلوكتشين الأساسية. تسوي هذه الحلول المعاملات وتعالج البيانات خارج السلسلة لتحقيق قابلية التوسع الفعالة دون التأثير مباشرة على السلسلة الرئيسية، مما يحافظ على ميزات الأمان واللامركزية للبلوكتشين الأساسي.
حل طبقة 2 نموذجي هو شبكة البرق لشبكة بيتكوين، مما يتيح المعاملات الصغيرة بتكلفة منخفضة وبسرعة، ويخفف من عبء المعاملات على سلسلة الكتل الرئيسية لبيتكوين. مثال آخر هو Rollups، وهو حل Layer2 لإيثيريوم، الذي يضغط حجمًا كبيرًا من بيانات المعاملات في كتلة واحدة، مما يحسن بشكل كبير قابلية توسع إيثيريوم وكمية المعاملات التي يمكن معالجتها بينما يحافظ على الأمان واللامركزية. تقدم هذه الحلول Layer2 كفاءة وقابلية توسع أعلى لشبكات البلوكتشين، مما يوفر تجربة تداول أفضل للمستخدمين.